(57)【要約】【課題】従来から用途のなかった可食部分を除いた食用作物の残り滓の有効利用を図り、しかも自然放置してもバクテリア処理が可能な環境に優しいボード材の製造方法及びボード材を提供する。【解決手段】食用作物から可食部分を除去した残り滓を乾燥処理する第１工程と、第１工程によって乾燥処理した残り滓のうち一定の大きさ以上のものは切断及び必要に応じて押圧して薄片化する第２工程と、第２工程によって薄片化したものを含む残り滓に生分解性樹脂を入れて混合する第３工程と、第３工程によって混合処理された残り滓を型枠に入れて、プレスによって押圧し、ボード材を製造する第４工程とを有する環境に優しいボード材の製造方法及び製造されたボード材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
食用作物から可食部分を除去した残り滓を乾燥処理する第１工程と、
前記第１工程によって乾燥処理した残り滓のうち一定の大きさ以上のものは切断及び必要に応じて押圧して薄片化する第２工程と、
前記第２工程によって薄片化したものを含む残り滓に生分解性樹脂を入れて混合する第３工程と、
前記第３工程によって混合処理された残り滓を型枠に入れて、プレスによって押圧し、ボード材を製造する第４工程とを有することを特徴とする環境に優しいボード材の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のボード材の製造方法において、前記食用作物の残り滓は、筍の皮、豆の鞘、及び玉蜀黍の包被のいずれか１又は２以上からなって、前記第２工程で形成される薄片化された残り滓は、最小幅が３ｍｍ以上で、該残り滓を跨ぐ最大寸法が５０ｍｍ以内のものを主体とすることを特徴とするボード材の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のボード材の製造方法において、前記第３工程によって処理される残り滓には籾殻を含むことを特徴とするボード材の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のボード材の製造方法において、前記第２工程で形成される薄片化した残り滓の大きさは、最小幅が前記籾殻の全長以上で、該残り滓を跨ぐ最大寸法が５０ｍｍ以下であることを特徴とするボード材の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のボード材の製造方法において、前記籾殻は押圧処理されて偏平となっていることを特徴とするボード材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のボード材の製造方法において、前記第３工程で使用する前記生分解性樹脂が発泡性を有するものであるか、又は発泡剤を混入していることを特徴とするボード材の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のボード材の製造方法において、前記第３工程で、前記残り滓に更に顔料又は染料を入れて着色することを特徴とするボード材の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のボード材の製造方法によって製造されることを特徴とするボード材。
【請求項９】
請求項８記載のボード材の片側又は両面に木質薄板材が接合されていることを特徴とするボード材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食用作物から可食部分を除去した残り滓（例えば、筍の皮、豆の鞘、玉蜀黍（トウモロコシ）の包被、穀類の籾殻、蕎麦殻）を用いたボード材の製造方法及びこの方法によって製造された環境に優しいボード材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、稲作において米粒を除去した籾殻が大量に発生するので、籾殻を資源として有効利用することが提案され、特許文献１に記載のように、籾殻に接着剤、防腐剤、及び防蟻剤を混入し、乾燥固化して製造したボード材が提案されている。また、特許文献２には、５０〜２００μｍに粉砕した籾殻にポリエチレン、ポチエチレンテレフタレート又は発泡性ポリウレタン等の合成樹脂を加えた成形物が提案されている。
また、特定の植物については、特許文献３に記載のように、アオイ科又はシナノキ科に属する靱皮繊維植物の粉砕物に、ユリア樹脂木材接着剤と、防菌剤等を混入して加熱及び加圧して製造する建材用ボードが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３５００７号公報
【特許文献２】開平１０−８８００７号公報
【特許文献３】特開２００２−３３７１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、籾殻以外の食用作物である筍、豆類、玉蜀黍の残り滓については、大量に発生するにも関わらず、その処理方法については、十分な研究が行われていない。
また、前記特許文献１〜３に記載された従来のボード材については、接着剤として通常の合成樹脂が使用されており、自然界では腐敗しないため、焼却処理をする必要がある。
更には、籾殻を用いたボード材においては、籾殻のみを樹脂に混合した場合には籾殻自体は充填剤としての役割しか果たさず、大量の樹脂が必要であると共に、強度も樹脂の強度に依存するという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来から用途のなかった可食部分を除いた食用作物の残り滓の有効利用を図り、しかも自然放置してもバクテリア処理が可能な環境に優しいボード材の製造方法及びこの製造方法によって製造されたボード材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う本発明に係るボード材の製造方法は、食用作物から可食部分を除去した残り滓を乾燥処理する第１工程と、
前記第１工程によって乾燥処理した残り滓のうち一定の大きさ以上のものは切断及び必要に応じて押圧して薄片化する第２工程と、
前記第２工程によって薄片化したものを含む残り滓に生分解性樹脂を入れて混合する第３工程と、
前記第３工程によって混合処理された残り滓を型枠に入れて、プレスによって押圧し、ボード材を製造する第４工程とを有する。
ここで、食用作物から可食部分を除去した残り滓（以下、単に「残り滓」又は「残り滓原料」という）とは、例えば、筍の皮、豆の鞘、玉蜀黍の包被（トウモロコシの皮）、穀類（米及び麦を含む）の籾殻及び蕎麦殻等をいう。本発明に係るボード材の製造方法において原料となる残り滓は、例えば、（１）籾殻（又は蕎麦殻）を主体とする場合、（２）筍の皮を主体とする場合、（３）豆の鞘を主体とする場合、（４）玉蜀黍の包被を主体とする場合、（５）上記（１）〜（４）の２以上を混合する場合、例えば籾殻と豆の鞘を主体とする場合、籾殻と筍の皮を主体とする場合がある。更に、残り滓原料中にその他の生分解性を有する植物性原料を補助的に混入する場合も本発明に含まれる。
また、生分解性樹脂とは、例えば、微生物生産系（ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシアルカノエート等）、天然物質系（エステル化澱粉、酢酸セルロース、キトサン、セルロース、澱粉等）、化学合成系（ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、ポリエチレンサクシネート等）をいうが、本発明に使用できる生分解性樹脂は、これらに限定されず、自然界に放置した場合、微生物によって分解できるものであれば、使用可能である。生分解性樹脂の使用量は、生分解性樹脂の種類、ボード材の強度によって異なるが、通常、ボード材の２〜２０重量％であり、更にこれより少ない場合、又は多い場合であっても本発明は適用される。なお、本発明で使用する生分解性樹脂は、必ずしも１００％が生分解性樹脂である必要はなく、自然に放置した場合、生物系に支障のない範囲で、通常の生分解性でない樹脂を含む（例えば、生分解性樹脂と通常の樹脂中、２０％以内）場合も本発明は適用される。
また、ここで主体とするとは、例えば、対象物が全体の７０％以上（より好ましくは８０％以上）を占めることをいう。
【０００６】
また、本発明に係るボード材の製造方法において、第１の工程において残り滓を乾燥処理しているので、これによって水分を除去し、残り滓自体の引っ張り強度を向上させる。残り滓の乾燥の度合いは、例えば、残り滓原料の種類によって異なるが、水分を３〜１５％とするのがよい。なお、過度に乾燥すると残り滓原料自体が脆くなって、引っ張り強度が下がるので、好ましくない。水分が多すぎる場合には保存が困難となる他、引っ張り強度が下がる。
残り滓のうち一定の大きさ以上とは、例えば、その残り滓を跨ぐ最大寸法が５０ｍｍを超えるものをいう。残り滓を跨ぐ最大寸法が５０ｍｍを超える場合、生分解性樹脂の使用量を少なくしてボード材を製造すると部分的な剥離が生じやすく、ボード材の強度が下がるからである。
なお、残り滓原料が籾殻や蕎麦殻等で、比較的粒径が小さい場合、薄片化処理は必ずしも必要としないが、筍の皮や豆の鞘等のようにシート状となって一定の面積を有するものは薄片化を行う。薄片化された残り滓の寸法は、例えば、該残り滓を跨ぐ最大寸法が５０ｍｍ以下、該残り滓の最小幅が３ｍｍ以上を主体とするのがよい。これによって、薄片化された残り滓に流動性が付与され、第３工程での攪拌性が増して、生分解性樹脂との十分な混合が可能になり、ボード材中に薄片化された残り滓の均一分布が可能となり、更に製品となった場合の強度に対する信頼性が増す。特に、薄片化される残り滓が筍の皮のように一定方向に強い引っ張り強度を有する場合には、薄片化して混合することによって、その向きが均一に分散し、全体的に一定の引っ張り強度を有するボード材を製造できる。
なお、残り滓原料が例えば籾殻、蕎麦殻、あるいはこれに類するものを主体とする場合、押圧して薄片化（即ち、偏平化）することも可能であり、これによって、ボード材中の残り滓の充填率が高まり、ボード材の強度が向上する。
【０００７】
本発明に係るボード材の製造方法において、薄片化した残り滓の大きさは、該残り滓の最小幅が籾殻の全長以上で該残り滓を跨ぐ最大寸法が５０ｍｍ以下であるとすることもできる。この場合、籾殻については薄片化は行わず、その他の残り滓原料（例えば、筍の皮、豆の鞘）について薄片化を行うことになり、ボード材の主体は籾殻と薄片化された残り滓原料との混合物となる。
また、本発明に係るボード材の製造方法において、第３工程で使用する生分解性樹脂に発泡性を有するものを使用してもよく、又は発泡剤を混入させてもよい。これによって、製品であるボード材が発泡しているので軽量化し、例えば、断熱材や防音材として使用できる。
【０００８】
更に、本発明に係るボード材の製造方法において、製造されたボード材の片側又は両面に木質薄板材を接合することも可能である。これによって、残り滓原料によって造られたボード材を芯材として活用できる。そして、その表面には木質薄板材を使用しているので、生分解性を維持させた状態で、製品自体の表面強度、表面硬さ、及び装飾性を確保することができる。
この木質薄板材の厚みは、例えば、１〜３ｍｍ程度とするのが好ましく、残り滓原料を用いて製造したボード材の表面が均一の硬度を有する場合には、木質薄板材として、例えば０．３〜０．５ｍｍ厚みの突板（装飾性木質薄板）を使用してもよい。
また、残り滓原料として筍の皮を使用する場合には、筍の皮は、筍や竹の根元から大量に発生し、竹林、青果市場、八百屋、家庭等で収集可能である。筍の皮を得る竹の種類は特に限定されるものではないが、マダケ、モウソウチク、ハチク、クロチク、ヤダケ、メダケ等を用いることができる。
豆の鞘を得る豆としては、マメ科に属する植物のうち、例えば、大豆、小豆、ソラマメ、エンドウ等の実を食用とするものがある。
なお、本発明に係るボード材の製造方法において、以上の残り滓原料や生分解性樹脂の他に、例えば、活性炭等の環境に対して無害な無機物を混入することは可能であり、このような活性炭を混入した場合には、製品となるボード材が臭い吸着性を有する。
【０００９】
更に、本発明に係るボード材の製造方法において、ボード材を着色することは当然可能であり、染料、顔料等を生分解性樹脂と共に加えればよい。この場合、天然の染料としては、動物染料と植物染料がある。動物染料としては、地中海産のアッキガイ科の貝のパープル線の分泌物から得られる貝紫、南米のサボテンに寄生する貝殻虫の一種のコチニール、インド産のラック貝殻虫の分泌物であるラック、地中海産の貝の内臓、イカの墨汁等が使用される。また、植物染料は、植物の葉、花、茎、根などから得られ、サフラン、藍、ウコン、紅花、茜、クチナシ等の三千種を超える染料がある。
また、顔料としては、白色顔料、着色顔料、透明顔料がある。白色顔料は、チタンを含む鉱石から造られる酸化チタン、金属鉛の腐食によって造られる鉛白、金属亜鉛の焼成によって造られる酸化亜鉛、金属亜鉛と硫酸バリウムとの混合物であるリトポン、純粋な硫化亜鉛や酸化アンチモン等がある。着色顔料は、酸化鉄、酸化鉄と硫化カルシウムとの混合物等がある。また、透明顔料は、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、白土、シリカ、硫酸バリウム、炭酸バリウム等があり保護塗料として用いることができる。染料は粒子が溶解して着色するものであり、顔料は不溶のまま分散して乾燥する際に付着して着色するものであり、通常は生分解性はないので、残っても環境に無害なものを使用するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るボード材の製造方法及びこの製造方法によって製造されたボード材は、以下の作用及び効果を有する。
従来廃棄処分されていた食用作物から可食部分を除去した残り滓を原料としているので、これらの残り滓の有効利用が図られる。
特に、ボード材が残り滓を薄片化したものを含む場合には、生分解性樹脂との混合性が増して、薄片自体の強度もボード材に加わり、粉材を主体とするボード材に比較してより強度を有するボード材を製造できる。また、薄片化された残り滓が層状になって接合するので、残り滓自体の接合面積が増加し、ボード材の強度が高まる。
そして、ボード材の原料が籾殻等の粒状の残り滓と、薄片化した残り滓とを主体とする場合には、籾殻等の残り滓を有効に利用できる他、薄片化された残り滓が粒状の残り滓を連結してボード材の強度をより高める。
また、各残り滓を連結する樹脂は、生分解性樹脂であるので、自然界に放置することによって微生物処理が行われ、生態環境に優しいボード材となる。勿論、燃焼処理しても、有害物質は発生しない。
また、製品となるボード材は、天井板、壁板、床板等の建築材料として使用でき、更に建築現場等でも型枠材等としても利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の一実施の形態に係るボード材の製造方法について説明する。
本発明の一実施の形態に係るボード材の製造方法は、食用作物から可食部分を除去した残り滓を乾燥処理する第１工程と、第１工程によって乾燥処理した残り滓のうち一定の大きさ以上のものは所定長さ以下に切断し、更に、必要に応じて残り滓原料を押圧して薄片化する第２工程と、第２工程によって薄片化したものを含む残り滓原料に生分解性樹脂を入れてミキサーで混合する第３工程と、第３工程によって生分解性樹脂が混合された残り滓原料を所定形状の型枠に入れて、プレスによって押圧し、ボード材を製造する第４工程とを有する。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１２】
残り滓は、例えば、籾殻や蕎麦殻等の粒状物と、筍の皮、豆の鞘及び玉蜀黍の包被等のシート状物とに分類されるが、これらの１又は２以上を原料として用いる。これらを乾燥処理することによって、残り滓原料を保存することができ、収穫時期と製造時期の調整ができる。また、残り滓原料を乾燥処理すると、強度を確保することができる。乾燥は極端に乾燥すると残り滓原料が脆くなるので、最大強度を発揮する水分に乾燥するのがよい。この水分濃度は、残り滓原料の種類によって異なるが、残存水分が３〜１５％の範囲とするのがよい。乾燥は熱風乾燥を行うのが好ましいが、天日乾燥、冷凍乾燥、遠赤外線乾燥等であってもよい（以上、第１工程）。
【００１３】
シート状物を残り滓原料とする場合には、適当に切断して薄片化する。厚みの厚いシート状物の場合には、押圧処理をして偏平にしてもよい。薄片化された残り滓原料の形状は円形（楕円を含む）、角形、その他の自由形状であるが、この薄片化された残り滓原料は、薄片を跨ぐ最大寸法が５０ｍｍ以下（より好ましくは３０ｍｍ以下）とし、薄片の最小幅を３ｍｍ以上とするのがよい。ここで、最小幅とは、例えば薄片が嵌入する最小矩形の短辺をいい、最大寸法とは前記最小矩形の長辺とするのが好ましい。
ボード材の主材料にこのように薄片化した残り滓を使用してもよく、これによって、充填率の高い、強度にバラツキの少ないボード材を提供できる。また、残り滓原料として特定のシート状物又は粒状物のみを使用すると、生分解性樹脂が確保できば、より安価に簡単にボード材を製造できる。即ち、収穫時期の異なる残り滓原料を使用すると、一方を保存する必要があるため、保存場所の確保をすること、腐敗を防止すること等により製品の製造コストが上昇する。
粒状物のみを残り滓原料とする場合には、強度を向上するために充填密度を高めるためには、最初にプレス等で押圧して偏平にするのがよい。籾殻等のように弾力性を有する原料は、単に押圧しても再度元の形状に戻る場合には、例えば、８０〜１５０程度に加熱しながら押圧してもよい。なお、籾殻及び蕎麦殻を、内部に空間を残したまま使用してもよい（以上、第２工程）。
【００１４】
次に、残り滓原料をミキサーに入れて、液状又は粉状の生分解性樹脂と混合する。この場合、残り滓が薄片化されたシート状物のみであってもよいし、粒状物のみであってもよい。また、薄片化したシート状物と、乾燥処理された状態の粒状物又は押圧処理された粒状物とを残り滓原料とすることもできる。この場合、シート状物と粒状物の割合は、シート状物が全体の１０〜９０重量％（より好ましくは、２０〜８０重量％）とし、残りの主体を粒状物とするのがよい。シート状物又は粒状物の一方の割合が１０重量％未満と少ない場合には、少ない方のシート状物又は粒状物の性質が有効に発揮されないからである。
混合時間は任意であるが、残り滓原料に生分解性樹脂が十分に付着する時間（例えば、２０分から２時間）は攪拌を行うことになる。生分解性樹脂の量は、例えば全体の２〜２０重量％（より好ましくは、２〜８重量％）であるが、これより少なめに生分解性樹脂を入れるとボード材全体の強度が下がる。生分解性樹脂の量を２０重量％を超えて入れても、全体的な強度はあまり向上しないが、生分解性樹脂の種類によっては、ボード材に生分解性樹脂自体の強度を加算させることができる。
【００１５】
残り滓原料と生分解性樹脂を攪拌混合する際に、特殊な効果を発揮させるために、他の添加物を混入することは自由である。添加物としては、着色するための染料や顔料、活性炭、発泡剤、周知の遠赤外線発生物質等がある。活性炭を入れると、製品となるボード材の強度が下がるので、少量（例えば、全体の１０重量％以下）であるのが好ましい。
更に、他の食用作物から可食部分を除去した残り滓の乾燥物、又は他の植物の乾燥物を粉砕したものをこれらに加えてもよい。この場合、筍の皮や豆の鞘の薄片が、例えば全体の４０重量％を超えて含まれている場合には、これらの薄片がボード材の繋ぎ材となってより強度を有することになる（以上、第３工程）。
【００１６】
次に、これらの残り滓原料と生分解性樹脂の混合物を型枠（即ち、下型）に入れる。この型枠は容器状のものであってもよいが、平板状のものであってもよい。また、一定の形状を有する型枠であってもよい。
この下型に、前記混合物を所定量入れた状態で、上部から上型をプレスによって押しつけ、所定厚みのボード材を造る。この場合、生分解性樹脂の種類によっては加熱状態で加圧してもよい。これによって残り滓原料自体の充填度を向上させることができるし、生分解性樹脂の種類によっては硬化を促進することもできる。
発泡剤を入れてボード材を発泡させる場合には強い押圧力でボード材を成形すると、発泡しにくいので、発泡の度合いに応じて適当な圧力とする。この場合でも、下型及び上型の平面部分がボード材に押し付けられるので、金型成形を行うことによって、所定寸法（例えば、９０ｃｍ×６０ｃｍ×１０ｍｍ）の板材を大量に生産できる。なお、平板状に混合物を載せて上から平板で押圧する場合には、周囲を切断することによって、所定寸法のボード材となる。なお、生分解性樹脂に発泡性を有するものを用いる場合も同様である。
【００１７】
成形の過程において、ボード材の片面又は両面に木質薄板材を配置することもできる。この場合、片面の場合には下型内に木質薄板材を敷くのが好ましく、両面の場合には下型に第１の木質薄板材を置いて、次に所定量の残り滓原料と生分解性樹脂の混合物を入れ、一回上型で仮押しした後、第２の木質薄板材をその上に置き、再度上型で押圧するのが好ましい。なお、予め製造された所定寸法のボード材の片面又は両面に、予め用意した木質薄板材を、生分解性の接着剤を用いて貼り付ける場合も本発明は適用される。
木質薄板材としては、例えば、ベニア合板、薄板単板、木質材を原料とした紙シート材等がある（以上、第４工程）。
この実施の形態に係る製造方法によって製造されたボード材は、水分の比較的少ない通常の使用時（例えば、室内）にはそのままの形状を保持するが、放置して所定の温度と水分（雨）を与えると微生物によって腐敗して、水、炭酸ガス等に分解される。一方、残り滓原料を同じとして、通常の生分解性樹脂以外の熱可塑性樹脂（接着剤）や熱硬化性樹脂で残り滓原料を固めた場合、外観が同一の製品は製造可能であるが、微生物による分解性に劣るという欠点がある。
【００１８】
本発明は前記した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成要件を組み合わせることもできる。
例えば、複数種類の生分解性樹脂を混合して用いる場合、複数種類の残り滓原料を使用してボード材を製造する場合、同一の残り滓原料であっても一方は粉粒状物とし他方は薄片として両者を混合して使用する場合であっても本発明の権利範囲に含まれる。従って、籾殻及び蕎麦殻についてはこれを粉砕して粉状物として使用してもよい。
また、残り滓原料と生分解性樹脂を混合する際に、更に自然界に存在し、動植物に無害な物（例えば、炭酸カルシウム、粘土）等を少量混入する場合も本発明は適用される。
そして、以上の工程を経て出来上がったボード材の表面から、染料や別の生分解性を有する樹脂等を含浸させることもできる。